《電子技術(shù)應用》
您所在的位置:首頁(yè) > 通信與網(wǎng)絡(luò ) > 解決方案 > 為何10BASE-T1S是汽車(chē)通訊中缺失的以太網(wǎng)鏈接

為何10BASE-T1S是汽車(chē)通訊中缺失的以太網(wǎng)鏈接

2024-03-27
作者:Fionn Hurley,營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理
來(lái)源:ADI

  摘要

  新的IEEE汽車(chē)以太網(wǎng)標準不斷涌現,10BASE-T1S是最新的以太網(wǎng)標準之一。本文討論汽車(chē)行業(yè)影響汽車(chē)電子/電氣(E/E)架構變化的發(fā)展趨勢,以及新10BASE-T1S標準如何支持和推動(dòng)這種新架構的部署。

  大趨勢提供新機遇

  汽車(chē)行業(yè)目前正在經(jīng)歷大變革。汽車(chē)制造商需要快速提供解決方案,以應對個(gè)性化、電氣化、自動(dòng)化和全面互連等幾個(gè)重要的大趨勢。OEM需要全面改變現有的E/E架構,以支持新功能。雖然這種變革帶來(lái)了重大的技術(shù)挑戰,但也為OEM提供了機會(huì ),讓他們開(kāi)始考慮在E/E架構中不再使用基于獨立域的解決方案,因為隨著(zhù)一代代平臺發(fā)布,此類(lèi)解決方案隨著(zhù)控制模組的不斷增加而變得笨重不堪。在架構發(fā)生這種重大改變后,OEM可以專(zhuān)注于開(kāi)發(fā)更出色的技術(shù)解決方案,同時(shí)通過(guò)汽車(chē)個(gè)性化、銷(xiāo)售服務(wù)和無(wú)線(xiàn)(OTA)升級等功能增加售后收入。該行業(yè)正在轉向一種常見(jiàn)的新架構,通常被稱(chēng)為區域架構,并希望利用其他行業(yè)(特別是IT行業(yè))的技術(shù)和經(jīng)驗,使汽車(chē)成為車(chē)輪上的計算機。

  區域架構是按實(shí)際的物理位置,而不是功能來(lái)決定連接,基于獨立域的架構屬于后者(按功能來(lái)決定連接)。這種改變大大減少了汽車(chē)中電子控制單元(ECU)的數量,并且讓線(xiàn)纜總長(cháng)減少達1 km1。其次,它讓硬件和軟件脫鉤,提供以服務(wù)為導向的架構(SOA)。許多OEM都開(kāi)始大力投資軟件自主研發(fā),希望能夠提供端到端解決方案,以簡(jiǎn)化平臺集成并提供更多跨職能的功能。2這種可擴展的軟件平臺方法可以充分減少設計變更,增加新的收入來(lái)源,幫助減少長(cháng)期研發(fā)投資,縮短開(kāi)發(fā)周期,同時(shí)支持多個(gè)車(chē)型系列。

  這些革命性的架構變革帶來(lái)了很多挑戰,促使許多OEM對整個(gè)組織進(jìn)行重組,從各個(gè)部門(mén)各自負責特定獨立域功能控制器,轉向集成度更高的跨職能組織。

  汽車(chē)正快速成為使用以太網(wǎng)設備的主要領(lǐng)域,在汽車(chē)中廣泛部署以太網(wǎng)則成為成功推出這些新架構的關(guān)鍵基礎之一。以太網(wǎng)帶來(lái)了所需的擴展能力,支持多種速率等級,是一種成熟可靠的傳輸媒介,支持基于服務(wù)的架構,采用充分開(kāi)發(fā)的安全和防護構建模塊。以太網(wǎng)采用定義明確、易于理解的OSI模型,能夠更輕松的管理整個(gè)車(chē)輛的復雜網(wǎng)絡(luò )。

屏幕截圖 2024-03-27 102424.png


  圖1.汽車(chē)的區域架構

  汽車(chē)領(lǐng)域的獨特需求

  雖然可以借鑒其他行業(yè)的諸多以太網(wǎng)基本概念,但汽車(chē)E/E架構有一些獨特的需求,這決定了需要進(jìn)行新技術(shù)的開(kāi)發(fā)。對于汽車(chē)而言,一個(gè)關(guān)鍵焦點(diǎn)是減輕汽車(chē)的重量,這會(huì )直接影響到汽車(chē)的行駛里程。如今使用的電纜線(xiàn)束是汽車(chē)中最重的三個(gè)子系統之一(重達60千克)。3傳統的以太網(wǎng)電纜使用四個(gè)差分對進(jìn)行數據傳輸,增加了重量和布線(xiàn)復雜性,這對于汽車(chē)應用并非最優(yōu)選擇。為了解決這一問(wèn)題,業(yè)界開(kāi)發(fā)了新的IEEE標準,以支持通過(guò)一對雙絞線(xiàn)進(jìn)行以太網(wǎng)傳輸,此外,還通過(guò)區域架構縮短線(xiàn)纜線(xiàn)束的長(cháng)度,以顯著(zhù)節省線(xiàn)纜成本和減輕重量。

  哪些因素驅動(dòng)對10BASE-T1S的需求?

  隨著(zhù)基于區域的架構概念不斷發(fā)展,為了充分利用這種新架構的優(yōu)勢,顯然需要將以太網(wǎng)連接擴展到終端傳感器和驅動(dòng)器?,F有的傳統連接技術(shù)(例如FlexRay和CAN)通常要求在網(wǎng)關(guān)中實(shí)現協(xié)議轉換,這可能會(huì )增加成本、復雜性和延時(shí)?,F有的汽車(chē)以太網(wǎng)技術(shù)(例如100BASE-T1)需要使用點(diǎn)對點(diǎn)交換連接,無(wú)法滿(mǎn)足支持終端連接應用向以太網(wǎng)過(guò)渡的系統成本要求。所以,IEEE呼吁提供解決此問(wèn)題的方法。一些關(guān)鍵要求包括:4

  ▲實(shí)現比現有技術(shù)更快的通訊速度;例如,CAN(FD)

  ▲取代FlexRay等傳統車(chē)載網(wǎng)絡(luò )技術(shù)

  ▲如果使用100BASE-T1連接ECU無(wú)法獲得較高的成本效益,則還需要100BASE-T1的替代方案

  ▲能夠支持簡(jiǎn)單、冗余的傳感器網(wǎng)絡(luò )連接

  什么是10BASE-T1S?

  10BASE-T1S規范是IEEE 802.3cg標準的一部分,于2020年2月發(fā)布。10BASE-T1S提供汽車(chē)以太網(wǎng)生態(tài)系統中缺失的一環(huán),支持真正的以太網(wǎng)到邊緣連接,并滿(mǎn)足區域架構的需求。

  10BASE-T1S與其他汽車(chē)以太網(wǎng)技術(shù)不同的特別之處:它支持多點(diǎn)拓撲結構,所有節點(diǎn)都通過(guò)同一對非屏蔽雙絞線(xiàn)連接。這種總線(xiàn)配置提供優(yōu)化的BOM,只需在每個(gè)節點(diǎn)上部署一個(gè)以太網(wǎng)PHY,無(wú)需采用與其他以太網(wǎng)技術(shù)關(guān)聯(lián)的交換機或星型拓撲。該標準規定必須支持至少8個(gè)節點(diǎn)(可以支持更多節點(diǎn)),總線(xiàn)長(cháng)度必須達到25米。

屏幕截圖 2024-03-27 102450.png



  圖2.10BASE-T1S總線(xiàn)拓撲

  該標準的另一個(gè)新特點(diǎn)是物理層沖突規避(PLCA),顧名思義,就是避免共享網(wǎng)絡(luò )上發(fā)生沖突。這種配置確保確定性最大延時(shí)主要由網(wǎng)絡(luò )的節點(diǎn)數量和要傳輸的數據數量決定。每個(gè)節點(diǎn)都會(huì )獲得傳輸機會(huì )。如果彼時(shí)一個(gè)節點(diǎn)沒(méi)有數據要傳輸,它會(huì )將傳輸機會(huì )移交給下一個(gè)節點(diǎn),以充分利用可用的10 Mbps帶寬。

  由于它是交流耦合系統,所以也支持10BASE-T1S網(wǎng)絡(luò )供電。這樣可進(jìn)一步節省電纜,減小連接器的大小,并因電纜節省和連接器復雜性降低而實(shí)現更高的可靠性。數據線(xiàn)供電標準化(PoDL)可用于點(diǎn)對點(diǎn)配置,目前作為IEEE標準改進(jìn)的一部分,也支持多點(diǎn)拓撲。

  10BASE-T1S在汽車(chē)領(lǐng)域的應用廣泛多樣,多種傳感器和驅動(dòng)器在車(chē)身領(lǐng)域、舒適性、信息娛樂(lè )以及ADAS系統中的跨多個(gè)功能應用仍在探討中。

  結論

  汽車(chē)E/E架構正在經(jīng)歷一場(chǎng)重大變革。向區域E/E架構過(guò)渡迫在眉睫。10BASE-T1S提供缺失的鏈接,通過(guò)優(yōu)化的以太網(wǎng)到邊緣連接支持這種過(guò)渡。在這個(gè)部署過(guò)程中,仍然需要克服一些問(wèn)題,例如以太網(wǎng)連接會(huì )增加模塊實(shí)施方案的元件成本和復雜性。10BASE-T1S通過(guò)降低系統成本,以及提供多種支持不同類(lèi)型的信號鏈分區的產(chǎn)品選擇來(lái)解決這些問(wèn)題。ADI公司積極參與標準化活動(dòng),并與OEM密切合作,以積極推動(dòng)10BASE-T1S的推廣和部署,確保滿(mǎn)足他們的系統要求。

  參考文獻

  1Cariad。2021年5月。

  2Ryan Fletcher?!岸说蕉似?chē)軟件平臺用例?!盡cKinsey & Company,2020年1月。

  3Dan Scott?!爱斀衿?chē)領(lǐng)域的線(xiàn)束開(kāi)發(fā)?!蔽鏖T(mén)子公司,2020年7月。

  4呼吁采用10Mb/s單根雙絞線(xiàn)以太網(wǎng)。IEEE 802.3以太工作組。




更多精彩內容歡迎點(diǎn)擊==>>電子技術(shù)應用-AET<<

雜志訂閱.jpg

本站內容除特別聲明的原創(chuàng )文章之外,轉載內容只為傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)站贊同其觀(guān)點(diǎn)。轉載的所有的文章、圖片、音/視頻文件等資料的版權歸版權所有權人所有。本站采用的非本站原創(chuàng )文章及圖片等內容無(wú)法一一聯(lián)系確認版權者。如涉及作品內容、版權和其它問(wèn)題,請及時(shí)通過(guò)電子郵件或電話(huà)通知我們,以便迅速采取適當措施,避免給雙方造成不必要的經(jīng)濟損失。聯(lián)系電話(huà):010-82306118;郵箱:aet@chinaaet.com。
少妇特殊按摩高潮惨叫无码,被喂饱的室友(H)御书屋,成人欧美一区二区三区视频,在厨房挺进市长美妇雪臀大宝